اشترك بالحزمة الذهبية واحصل على وصول غير محدود شمرا أكاديميا
تسجيل مستخدم جديددراسة ترموديناميكية لتحسين أداء دورة HELANDT لإنتاج الهواء المسال
A thermodynamic study to improve the performance of the HELANDT cycle to produce liquefied air
1006
0 22
0
(
0
)
نشر من قبل
جامعة البعث ورقة بحثية
تاريخ النشر
2017
مجال البحث
هندسة المعدات والآليات
والبحث باللغة
العربية
تمت اﻹضافة من قبل
Shamra Editor
اسأل ChatGPT حول البحث
في هذا البحث قمنا بدراسة طرق إنتاج البرودة الشديدة اعتمادا على ظاهرة جول - طومسون. و قمنا بدراسة معلقة لما قام بها الباحثون الاخرون- Claude- Kapitza HELANDT و آخرون للوصول إلى درجات حرارة منخفضة و بالتالي الى درجة حرارة تمييع الهواء اعتمادا على هذه الظاهرة و درسنا بالتفصيل مؤثرات عمليتي الخنق و التمدد و أجرينا مقارنة بينهما لجهة إمكانية استخدام كلا منهما و الشروط المثالية لاستخدام كلا منهما.
In this research, we studied the methods of cryogenics depended on Joule-Thomson effect. We studied in-depth what the other researchers( KAPITZA, CLAUDE, HELANDT and others) do to reach low temperatures and thus to the liquefaction temperature of air. We studied in detail the effects of throttling and expansion and we compared them to the possibility of use both and the ideal conditions to use both of them.
مراجعة الذكاء الصنعي:
ملخص البحث
تتناول هذه الدراسة تحسين أداء دورة Helandt لإنتاج الهواء المسال من خلال دراسة ترموديناميكية تعتمد على ظاهرة جول-طومسون. تم تحليل تأثير عمليات الخنق والتمدد على النظام، وتمت مقارنة الشروط المثالية لاستخدام كل منهما. استخدم الباحثون برنامج EES لتحليل تأثير بعض البارامترات على أداء النظام، مثل نسبة الهواء المار إلى الممدد والمردود الإيزوانتروبي للممدد. تم إدخال تحسينات على النظام بإجراء عملية التمدد على مرحلتين، مما أدى إلى تخفيض درجة الحرارة قبل عملية الخنق وزيادة فعالية النظام وزيادة نسبة الهواء المسال بنسبة 6.79%. تم توضيح أهمية هذه التحسينات من خلال مقارنة النتائج مع النظام الأصلي، مما أظهر زيادة في الإنتاجية وفعالية النظام.
قراءة نقدية
تعتبر هذه الدراسة خطوة مهمة نحو تحسين كفاءة دورة Helandt لإنتاج الهواء المسال. ومع ذلك، هناك بعض النقاط التي يمكن تحسينها. أولاً، كان من الأفضل تضمين تحليل اقتصادي لتكاليف التحسينات المقترحة ومدى تأثيرها على الجدوى الاقتصادية للنظام. ثانياً، لم يتم التطرق بشكل كافٍ إلى تأثير العوامل البيئية على أداء النظام. ثالثاً، كان من الممكن توسيع نطاق الدراسة لتشمل مقارنة مع أنظمة أخرى لإنتاج الهواء المسال. بشكل عام، الدراسة مفيدة ولكنها تحتاج إلى مزيد من التحليل الشامل لتكون أكثر اكتمالاً.
أسئلة حول البحث
-
ما هي الظاهرة الفيزيائية الأساسية التي تعتمد عليها دورة Helandt لإنتاج الهواء المسال؟
تعتمد دورة Helandt على ظاهرة جول-طومسون لتحقيق التبريد الشديد المطلوب لإنتاج الهواء المسال.
-
ما هو التحسين الرئيسي الذي أدخله الباحثون على دورة Helandt؟
التحسين الرئيسي هو إجراء عملية التمدد على مرحلتين، مما أدى إلى تخفيض درجة الحرارة قبل عملية الخنق وزيادة فعالية النظام.
-
ما هي نسبة الزيادة في إنتاجية الهواء المسال بعد التحسينات المقترحة؟
زادت نسبة الهواء المسال بنسبة 6.79% بعد التحسينات المقترحة.
-
ما هو البرنامج الذي استخدمه الباحثون لتحليل تأثير البارامترات على أداء النظام؟
استخدم الباحثون برنامج Engineering Equation Solver (EES) لتحليل تأثير البارامترات على أداء النظام.
المراجع المستخدمة
BARRON R F ,1111“CRYOGENIC SYSTEMS‟, SECOND EDITION, NEW YORK, OXFORD UNIVERSITY PRESS
Timmerhaus,K.D. and Flynn T.M,Cryogenic 1989. Process Engineering Plenum Press
YVONNE LIM, MUSHTAK AL-ATABI, RICHARD A. WILLIAMS, 2016 LIQUID AIR AS AN ENERGY STORAGE JOURNAL OF ENGINEERING SCIENCE AND TECHNOLOGY,VOL. 11. 496 – 515
قيم البحث
اقرأ أيضاً
تم في هذه الدراسة تعديل مضخة حرارية هوائية تقليدية بإضافة مبخر ثانوي موضوع ضمن خزان ماء ساخن يقوم بدور مصدر حراري مائي للمضخة الحرارية، جعلنا المضخة تعمل بالتناوب إما بالاعتماد على حرارة الهواء المحيط، أو بالاعتماد على حرارة الماء المستمدة من الطاقة
الشمسية.
قمنا بإجراء التجربة خلال خمسة أشهر اعتبارا ً من كانون الأول من عام 2014 و حتى نيسان من عام 2015، حيث تم قياس درجة الحرارة و الضغط عند نقاط محددة من الدارة، ثم قمنا؛ من أجل كل من الدارتين؛ بتحديد انتالبي كل نقطة بالاعتماد على برنامج EES (و هو برنامج لمحاكاة العناصر الترموديناميكية)، و حساب كميات الحرارة المكتسبة في المبخر و المطروحة في المكثف، و عمل الضاغط، و عامل الأداء ، و الطاقة الكهربائية التي يستهلكها الضاغط.
وجدنا بالمقارنة بين الدارتين أن نسبة التحسين في عامل أداء الدارة المعدلة بالنسبة للدارة التقليدية هي 77.07%، و نسبة تخفيض الطاقة الكهربائية التي يستهلكها ضاغط الدارة المعدلة 33.54%.
يقترح النظام تصميم نموذج وزن لسمات القزحية و انتقاء السمات الأفضل منها بغية دراسة تأثير عملية الوزن و الاختيار على أداء نظم التعرف. يقدم البحث خوارزمية جديدة في مجال وزن السمات و دمجها تعتمد على الفروق بين الأصناف و الفروق داخل الصنف الواحد و المنطق
الضبابي، و يكون خرج هذه الخوارزمية عبارة عن أرقام تمثل أوزان السمات المختارة لمرحلة التصنيف. يتكون النظام المصمم من أربعة مراحل أساسية هي تجزيء القزحية و استخلاص سماتها و تطبيق نموذج الوزن و الاختيار و الدمج ثم التعرف. لاقتطاع منطقة القزحية يقترح النظام استخدام واصفات المنطقة من أجل تحديد نصف قطر القزحية و مركزها، و من ثم يتم تطبيق عملية الاقتطاع و إجراء نقل من الإحداثيات الديكارتية للإحداثيات القطبية عن طريق عملية التدوير و اقتطاع ما يعادل نصف القطر من بكسلات نافذة ثابتة اعتباراً من نقطة المركز و حتى المحيط. يتم استخلاص سمات القزحية باستخدام المعاملات العمودية لتحويل المويجات و يتم تدعيمها بالمعاملات الإحصائية لنواتج الاشتقاق من الدرجة الأولى و الثانية لمنطقة القزحية. و في مرحلة الوزن و الدمج يتم اختيار السمات الأفضل و وزنها و دمجها ليتم لاحقاً في مرحلة التصنيف الاستعانة بمصنف المسافة لإنجاز عملية التعرف. طبقت الخوارزمية على قاعدة بيانات CASIA العالمية المؤلفة من صور تعود لـ 250 شخص و تم التوصل لدقة 100% في مرحلة التجزيء، و معدل تعرف أعظمي98.7%. تظهر النتائج العملية أن خوارزمية التجزيء المصممة فعالة مع تغيرات الإضاءة و الدوران و التغطية الجزئية بالرموش و الأجفان،و أن خوارزمية وزن سمات القزحية و اختيارها و دمجها تحسن من أداء النظام.
يهدف هذا البحث إلى دراسة تحسين خواص التربة الغضارية الانتفاخية عن طريق إضافة نسب مختلفة من الكلس إلى التربة و تحديد نسبة الكلس المثلى و الزمن الأمثل للمعالجة. لقد اخترنا تربة غضارية انتفاخية من منطقة البسيط على الساحل السوري و قمنا بدراسة تأثير الكلس
على قوام التربة و انتفاخها و مقاومتها.
لقد أظهرت نتائج هذه الدراسة تناقصاً ملحوظاً لكل من حد السيولة و حد الانكماش و قرينة اللدونة مع زيادة نسبة الكلس, أما بالنسبة لحد اللدونة, فإنه يزداد في البداية ثم يتناقص بمقدار طفيف مع زيادة نسبة الكلس.
أما فيما يخص التغير الحجمي, فإن قابلية التربة المحسنة بالكلس للانتفاخ و للتقلص تنخفض و تصبح قيمة الانتفاخ النسبي الحر و ضغط الانتفاخ شبه معدومة عند نسبة كلس 4% .
أما فيما يخص مقاومة القص للتربة المحسنة بالكلس, فقد لاحظنا زيادة ملحوظة لكل من زاوية الاحتكاك الداخلي و التماسك الداخلي للتربة مع زيادة نسبة الكلس و ذلك حتى النسبة 8% من الوزن الجاف للتربة, ثم يحصل تناقصاً ملحوظا لهذين العاملين مع زيادة نسبة الكلس فوق هذه النسبة.
هدف من البحث استخدام تقنية التخمر لإنتاج الغاز الحيوي من روث الأبقار. أنشئ المخمر وفق النموذج الهندي، و يتكون من حوض تخمير أسطواني ذي حجرتين بحجم /9.42 م3/ (ارتفاعه 3 م و قطره 2 م)، و خزان للغاز بحجم /6 م3/ و ارتفاع /1 م /، و أنبوب إدخال، و أنبوب خرو
ج، و قد بينت النتائج مايلي:
بلغ الإنتاج التراكمي من الغاز الحيوي خلال زمن التخمير و البالغ /30/ يوماً /48 م3/، و كان أعلى معدل لإنتاج الغاز في اليوم /13/، حيث بلغ /4.5 م3/، كما أصبحت رائحة المخلفات الموجودة في المزرعة ضعيفة، و تميزت المزرعة بعد استثمار المخمر بالنظافة و قلة الحشرات.
باستخدام /1 م3/ من الغاز الحيوي الناتج تم تشغيل موقد متوسط الشعلة لمدة /2.5/ ساعة، و بذات الكمية تم تشغيل محرك احتراق داخلي ديزل بإعطائه /90%/ غاز حيوي و /10%/ وقود ديزل لمدة نصف ساعة.
يعد 4/3 م3 من حجم المخمر كافياً للبقرة الواحدة، و التي ينتج عنها حوالي 12 كغ من الروث يومياً، و بذلك يمكن إنشاء المخمر المناسب حسب عدد الأبقار الموجودة في المزرعة أو المقرر تواجده في المزرعة.
تهدف هذه الدراسة إلى البحث بإمكانية استخدام مزائج من وسائط التبريد كبديل لوسيط التبريد R134a في دارة تبريد انضغاطية اختبارية مصممة للعمل على شحنة مقدارها 100 g من وسيط التبريد R134a دون إجراء تغيير أو تعديل في الدارة. المزيج الجديد الذي تم تشكيله لا
يسبب أي ضرر لطبقة الأوزون و آمن للاستخدام و يتكون من (R134a)، البروبان (R290)، البوتان (R600)، تم استخدام ثلاث نماذج مختلفة من المزيج و تم مقارنة معامل الأداء (COP) و خواص أخرى مع وسيط التبريد R134a عند نفس الشروط و عند درجات حرارة تبخير مختلفة. أظهرت النتائج بأن المزيج M40 يظهر زيادة في معامل الأداء (COP) بمقدار 7.77% و زيادة في التأثير التبريدي بمقدار 30% و انخفاض في درجة حرارة التصريف من الضاغط بمقدار 3.2% و ذلك مقارنة مع R134a. تدعم الدراسة إمكانية استخدام المزائج في دارات وسائط التبريد المصممة للعمل مع وسائط تبريد أحادية بدون الحاجة إلى إجراء أي تغيير في الدارة كما أنها تدعم إمكانية استخدام وسائط تبريد ذات مميزات ترموديناميكية ممتازة و صديقة للبيئة مثل البروبان و البوتان و لكن هناك تحذيرات من استخدامها بسبب قابليتها للاشتعال.
سجل دخول لتتمكن من نشر تعليقات
التعليقات
جاري جلب التعليقات
سجل دخول لتتمكن من متابعة معايير البحث التي قمت باختيارها
